鷹狀星云(yun)(M16,NGC 6611,又稱(cheng)星之皇后星云(yun))在梅(mei)西耶(ye)星表(biao)中(zhong)排名16,因(yin)此簡稱(cheng)為M16,它是一個位于巨蛇座的星云(yun),也是銀河(he)系的一個恒(heng)星誕生區,也是一個電離氫區。因(yin)其形狀好(hao)像一只(zhi)展翅翱翔的雄(xiong)鷹而得此名。
M16處于銀河系(xi)人(ren)馬(ma)臂(bei)(或稱(cheng)人(ren)馬(ma)-船底臂(bei))上(shang),是雙筒望遠鏡或小(xiao)型望遠鏡容易觀測到(dao)的天體。
鷹(ying)狀星云(yun)是IC 4703這(zhe)個發(fa)射星云(yun)或(huo)氫離子區(qu)的(de)一部(bu)分。這(zhe)個區(qu)域仍是很活躍的(de)恒星形(xing)成區(qu),距離太陽(yang)系(xi)大約7,000光(guang)年。能看見的(de)塔(ta)狀氣體柱(zhu)從星云(yun)往(wang)外延伸了大約9.5光(guang)年。
在星(xing)(xing)云內最亮的(de)恒星(xing)(xing)HD 168076,視星(xing)(xing)等(deng)為(wei)8.24,使用(yong)好(hao)的(de)雙筒(tong)望遠鏡(jing)就能看(kan)見。它(ta)實際上是一對聯星(xing)(xing),是一組O3.5V和O7.5V的(de)主序星(xing)(xing)對。
這個星(xing)團(tuan)與星(xing)云大(da)約有460顆恒(heng)星(xing),最亮的(de)O型恒(heng)星(xing),質量大(da)約是(shi)80太(tai)陽(yang)質量,亮度是(shi)太(tai)陽(yang)的(de)100萬倍,估計(ji)它的(de)年齡只(zhi)有100-200萬年。
描述性的(de)名稱(cheng)反映了柱(zhu)狀(zhuang)從東南方(fang)升起進(jin)入中心明亮區域(yu)的(de)影像形狀(zhuang)。星之(zhi)皇(huang)后星云的(de)名稱(cheng)是由小羅伯特·伯納姆起的(de),這反映了該星云的(de)輪廓,支柱(zhu)象征(zheng)星之(zhi)皇(huang)后的(de)核(he)心。
鷹狀(zhuang)(zhuang)星(xing)(xing)云(yun)(yun)M16實際上是(shi)一(yi)個疏散(san)(san)星(xing)(xing)團(tuan)和一(yi)個彌漫氣(qi)體(ti)星(xing)(xing)云(yun)(yun)的(de)復合體(ti),看上去像是(shi)宇宙(zhou)中(zhong)的(de)一(yi)朵(duo)蘑(mo)菇(gu),疏散(san)(san)星(xing)(xing)團(tuan)是(shi)蘑(mo)菇(gu)的(de)柄,氣(qi)體(ti)星(xing)(xing)云(yun)(yun)是(shi)蘑(mo)菇(gu)的(de)頭。鷹狀(zhuang)(zhuang)星(xing)(xing)云(yun)(yun)本身并不(bu)發(fa)光,它是(shi)被M16星(xing)(xing)團(tuan)中(zhong)的(de)恒星(xing)(xing)照亮了才發(fa)光的(de)。
M16星(xing)(xing)云中(zhong)(zhong)心部(bu)(bu)位有(you)幾(ji)個黑色的(de)(de)(de)“大象鼻子”早就引(yin)起了天文學家的(de)(de)(de)注意,他們(men)猜想那(nei)里可能(neng)是恒(heng)星(xing)(xing)誕生的(de)(de)(de)一個巨大孵化場。1995年(nian)4月1日,哈(ha)勃空間望遠鏡拍攝到(dao)了M16那(nei)與(yu)眾不(bu)同的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)心部(bu)(bu)分(fen)的(de)(de)(de)特寫照片(pian),讓我們(men)清楚地看出(chu)了那(nei)幾(ji)個暗條是由(you)稠密(mi)的(de)(de)(de)分(fen)子云和塵埃組成的(de)(de)(de)一個個高(gao)聳(song)的(de)(de)(de)柱狀物,從(cong)它們(men)的(de)(de)(de)底部(bu)(bu)到(dao)頂部(bu)(bu)比1光年(nian)還長。如前面(mian)所說(shuo),這些柱狀物的(de)(de)(de)外形(xing)確(que)實很像大象的(de)(de)(de)鼻子,在其頂端(duan),流(liu)動的(de)(de)(de)氣(qi)體像傾盆(pen)大雨似的(de)(de)(de)澆(jiao)下來。
M16中心(xin)區域的(de)(de)(de)這幾個(ge)(ge)柱狀物是亮的(de)(de)(de)電(dian)離(li)氫區(HII)和暗黑的(de)(de)(de)分子云(yun)之間(jian)的(de)(de)(de)邊(bian)界(jie)。天(tian)文(wen)學家期望(wang)這個(ge)(ge)邊(bian)界(jie)區域能(neng)成為(wei)研(yan)究光致蒸發(fa)過程(cheng)的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)(ge)理想的(de)(de)(de)實驗室。光致蒸發(fa)就是指來自年輕(qing)的(de)(de)(de)高溫(wen)恒星(xing)的(de)(de)(de)紫外(wai)輻(fu)射侵蝕近鄰星(xing)云(yun)的(de)(de)(de)過程(cheng),這些高溫(wen)恒星(xing)將會逐步電(dian)離(li)它們周圍的(de)(de)(de)一(yi)切(qie)物質,最終(zhong)導致星(xing)云(yun)的(de)(de)(de)瓦解。
“大象(xiang)(xiang)鼻子(zi)”是(shi)從分子(zi)云區(qu)延伸到(dao)電(dian)離氫區(qu)(HII)的。它們遭受(shou)電(dian)離侵(qin)蝕的程度比它們周圍(wei)的低密度的物質要小很(hen)多。但(dan)是(shi),大象(xiang)(xiang)鼻子(zi)最終也將(jiang)會被侵(qin)蝕掉。天文(wen)學家給(gei)出的理(li)論模型與哈勃空間望遠(yuan)鏡為我們展示的在大象(xiang)(xiang)鼻子(zi)表面發生的情況符合得很(hen)好。
因為(wei)(wei)大(da)象(xiang)鼻子的(de)(de)光致蒸發一(yi)直進行著(zhu),塵埃和稠密(mi)氣(qi)體的(de)(de)凝(ning)聚就(jiu)顯現出(chu)來(lai)了(le)(le)。這些蒸發著(zhu)的(de)(de)氣(qi)體球(qiu)狀(zhuang)體,比太陽系稍(shao)微(wei)大(da)一(yi)些。它們暫時地遮(zhe)蓋(gai)了(le)(le)后面(mian)的(de)(de)氣(qi)體,在星云的(de)(de)表(biao)面(mian)形(xing)(xing)成(cheng)了(le)(le)一(yi)個(ge)個(ge)黑暗的(de)(de)手指形(xing)(xing)狀(zhuang)的(de)(de)區域,把(ba)它們稱為(wei)(wei)氣(qi)體球(qiu)狀(zhuang)體似(si)乎是很恰當(dang)的(de)(de)。天文學家相信,至少在某些氣(qi)體球(qiu)狀(zhuang)體當(dang)中包含了(le)(le)早期的(de)(de)恒星。哈勃空間望遠(yuan)鏡為(wei)(wei)我們提供了(le)(le)一(yi)幅恒星正在形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)活(huo)生(sheng)生(sheng)的(de)(de)畫面(mian)。
科(ke)學家們對鷹狀星云中心區(qu)域進(jin)行細致的(de)觀察,發(fa)現那些正在(zai)蒸發(fa)的(de)氣體球(qiu)狀體并不(bu)完(wan)全(quan)都處于(yu)同一演化階(jie)段。某(mou)些氣體球(qiu)狀體赤裸(luo)裸(luo)地暴露出來,而另(ling)外(wai)一些則還(huan)拖曳(ye)著從(cong)后(hou)(hou)部被侵蝕著的(de)尾巴,只顯示出被侵蝕了的(de)手指狀的(de)形跡。在(zai)大多數蒸發(fa)的(de)氣體球(qiu)狀體的(de)表面處可以看到初(chu)生的(de)恒(heng)星。這些新生恒(heng)星的(de)質量(liang)比分子云第一代后(hou)(hou)裔的(de)質量(liang)要小一些。
按照恒(heng)星形成(cheng)的(de)(de)一(yi)般理論,在分子云中,當一(yi)團稠密的(de)(de)氣體坍縮成(cheng)原(yuan)(yuan)恒(heng)星時(shi),周圍(wei)(wei)的(de)(de)物質(zhi)紛(fen)紛(fen)落到它的(de)(de)上面。原(yuan)(yuan)恒(heng)星就(jiu)靠收集周圍(wei)(wei)的(de)(de)這些物質(zhi)成(cheng)長,質(zhi)量(liang)不斷增加直至該恒(heng)星有(you)足夠(gou)的(de)(de)星風(feng)形成(cheng),這時(shi)下落的(de)(de)物質(zhi)就(jiu)被阻擋,恒(heng)星就(jiu)不能進一(yi)步增長了。原(yuan)(yuan)恒(heng)星被塵埃(ai)遮(zhe)蓋著,只有(you)在塵埃(ai)被融合以(yi)后,才有(you)可能在可見光波段觀測到它們(men)。
在(zai)鷹(ying)狀星(xing)(xing)云(yun)中,有些隱藏在(zai)蒸(zheng)發(fa)的(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)球狀體(ti)里面的(de)(de)(de)星(xing)(xing)體(ti)未(wei)(wei)能被(bei)發(fa)現,因為它們尚未(wei)(wei)完成其形(xing)成過程。如果已經形(xing)成了恒星(xing)(xing),就會有星(xing)(xing)風、噴(pen)流(liu)或物(wu)質的(de)(de)(de)向外流(liu)動。蒸(zheng)發(fa)氣(qi)體(ti)球狀體(ti)是和分子(zi)云(yun)分離(li)的(de)(de)(de),因此不(bu)(bu)可能再從分子(zi)云(yun)中獲得(de)質量,光致蒸(zheng)發(fa)將使(shi)氣(qi)體(ti)球狀體(ti)迅(xun)速分裂瓦解。原恒星(xing)(xing)從周圍(wei)獲得(de)物(wu)質不(bu)(bu)斷成長(chang)(chang),但也不(bu)(bu)會長(chang)(chang)得(de)太(tai)大,就像珍珠長(chang)(chang)到一定的(de)(de)(de)大小后就要(yao)從貝殼中分離(li)出來的(de)(de)(de)情況一樣(yang)。
鷹狀(zhuang)星(xing)團(tuan)包含(han)有(you)一(yi)個疏散星(xing)團(tuan),被稱為NGC 6611。離(li)地球約6500光(guang)年,是一(yi)個非常年輕的(de)(de)星(xing)團(tuan),形成于(yu)大約550萬(wan)年前。星(xing)團(tuan)中包含(han)大量熾熱的(de)(de)藍巨星(xing),其傾(qing)瀉(xie)的(de)(de)紫外輻射激發周圍的(de)(de)星(xing)云(yun)發光(guang)。
恒星(xing)的(de)(de)誕生并(bing)不表示(shi)鷹(ying)狀星(xing)云中恒星(xing)形成的(de)(de)終結。正如前所指出的(de)(de),哈勃空間望遠鏡(jing)拍攝的(de)(de)鷹(ying)狀星(xing)云中心區域的(de)(de)圖像,清(qing)楚(chu)地(di)顯示(shi)出健(jian)壯的(de)(de)年輕恒星(xing)是從星(xing)云中的(de)(de)蒸發氣(qi)體(ti)球狀體(ti)“孵化”出來的(de)(de)。表面上看,在許多蒸發氣(qi)體(ti)球狀體(ti)中的(de)(de)原(yuan)(yuan)恒星(xing)有足夠(gou)大的(de)(de)質量,其(qi)引力將使原(yuan)(yuan)恒星(xing)收縮。收縮的(de)(de)結果是導致原(yuan)(yuan)恒星(xing)密度(du)不斷(duan)增加(jia),溫度(du)不斷(duan)升高。一旦滿足核(he)聚變條件(jian)后(hou),其(qi)中心部(bu)分就要開(kai)始核(he)聚變反應。
然(ran)而研(yan)究(jiu)表明,具(ju)有(you)比太陽(yang)質(zhi)量(liang)的8%還小的恒星是不(bu)能(neng)維持它們核心部分的核反(fan)應的。這種恒星沒有(you)熱核反(fan)應提(ti)供能(neng)源,因此光度非常低,被稱為“褐矮星”,很難被發現。天文(wen)學(xue)家仍(reng)然(ran)捉摸不(bu)透(tou)這類褐矮星在質(zhi)量(liang)超(chao)越0.08太陽(yang)質(zhi)量(liang)之前即停止增長(chang)的秘密。
M16這個巨大(da)的恒(heng)星孵(fu)化場中會(hui)不會(hui)孵(fu)化出褐(he)矮(ai)星?這個令人(ren)興奮的可(ke)能(neng)性點(dian)燃了(le)人(ren)們對(dui)于褐(he)矮(ai)星的新興趣。進一步(bu)觀察鷹狀(zhuang)星云和(he)其它分(fen)子云的光子蒸發區域有(you)可(ke)能(neng)揭(jie)開(kai)褐(he)矮(ai)星這一長期困擾天文學(xue)家的難題。
每(mei)年(nian)夏(xia)季都(dou)是觀察巨蛇座的有利時機。
如何才能從(cong)豐富多彩的(de)夏夜星(xing)空(kong)中找(zhao)到展翅(chi)翱翔的(de)雄(xiong)鷹呢?朝銀河方(fang)向(xiang)看(kan)去,那兒有天(tian)空(kong)中最引人注目(mu)的(de)幾個星(xing)座(zuo)(zuo)(zuo)(zuo):天(tian)鷹座(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)、天(tian)琴座(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)、天(tian)蝎(xie)座(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)等。銀河的(de)東岸有包括(kuo)牛郎星(xing)的(de)天(tian)鷹座(zuo)(zuo)(zuo)(zuo),西(xi)岸是含有織女星(xing)的(de)天(tian)琴座(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)。順(shun)著銀河再往西(xi)南(nan)方(fang)向(xiang)看(kan),可(ke)以找(zhao)到樣子像蝎(xie)子一樣的(de)天(tian)蝎(xie)座(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)。天(tian)琴座(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)的(de)南(nan)邊(bian)是武仙(xian)座(zuo)(zuo)(zuo)(zuo),而巨蛇座(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)就位(wei)于武仙(xian)座(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)和天(tian)蝎(xie)座(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)之間(jian)那片沒有典型亮(liang)星(xing)的(de)區(qu)域內(nei)。
巨(ju)蛇(she)(she)座(zuo)又分(fen)為巨(ju)蛇(she)(she)頭和巨(ju)蛇(she)(she)尾兩部分(fen),巨(ju)蛇(she)(she)尾靠近銀(yin)河(he),巨(ju)蛇(she)(she)頭遠離銀(yin)河(he),中間隔著蛇(she)(she)夫座(zuo)。雄鷹就翱翔在巨(ju)蛇(she)(she)尾的東(dong)南部邊緣。鷹狀(zhuang)星云視面(mian)積與滿月差不多大小,使用小型(xing)天文(wen)望遠鏡就能(neng)欣賞到它那極具魅(mei)力的美妙景(jing)象。
對小型(xing)和中(zhong)型(xing)望遠鏡而言,M16的星云和星團都(dou)是(shi)迷人的觀測目標(biao),尤(you)其在沒(mei)有光污染(ran)的靜夜中(zhong)。
M16位于巨蛇座尾(wei)部,該天區夾在天鷹、人馬、蛇夫座之間,是銀(yin)河系核心區域(yu)之一。低倍率的(de)小型(xing)望遠(yuan)鏡通(tong)常用于觀(guan)測(ce)較(jiao)大(da)、暗(an)淡(dan)而緊(jin)密的(de)星云;而30厘(li)米口徑以上的(de)中型(xing)望遠(yuan)鏡,在良好的(de)觀(guan)測(ce)條件下,也許能(neng)看到暗(an)的(de)塵(chen)埃(ai)柱(即創生(sheng)之柱)。
除了光學(xue)波段的(de)(de)觀(guan)測之外(wai),哈勃空間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)(de)近紅外(wai)照相機、歐洲(zhou)南(nan)方天文(wen)臺的(de)(de)甚大望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(VLT)以及歐洲(zhou)空間(jian)局的(de)(de)紅外(wai)空間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(ISO)等(deng),都對鷹狀星云(yun)進行了觀(guan)測和(he)拍攝。
在鷹狀星(xing)云近紅外波段(duan)(duan)的照片上,由(you)(you)氣體和塵(chen)埃組成的三(san)個(ge)大(da)象鼻子(zi)與(yu)(yu)可(ke)見光波段(duan)(duan)的照片相比變得透明了。透過塵(chen)埃柱,可(ke)以看見里面(mian)正在形成的恒星(xing)非常(chang)少(shao),比天文學家以前預(yu)料的要少(shao)得多(duo)。兩個(ge)柱子(zi)的頂(ding)端(duan)有一些大(da)質(zhi)(zhi)量的年輕的恒星(xing),或者也許是由(you)(you)較(jiao)小的恒星(xing)組成的星(xing)團。散布在柱子(zi)表面(mian)還有一些小質(zhi)(zhi)量的恒星(xing),它(ta)們(men)似乎是與(yu)(yu)柱子(zi)里面(mian)的蒸發氣體球狀體有關系(xi)。
中(zhong)紅外(wai)波(bo)(bo)段的(de)照片上(shang)顯示出來的(de)鷹(ying)狀星云又是另(ling)外(wai)一種景象。原來在(zai)可見(jian)光(guang)波(bo)(bo)段和近紅外(wai)波(bo)(bo)段有很(hen)強輻射(she)的(de)恒星,在(zai)這里我們卻基(ji)本(ben)上(shang)都(dou)看(kan)不到了。照片中(zhong)藍色(se)的(de)區域是溫度大約在(zai)170K的(de)冷(leng)塵埃在(zai)7.7微米(mi)(mi)的(de)輻射(she),而(er)紅色(se)區域則是這些冷(leng)塵埃在(zai)14微米(mi)(mi)的(de)輻射(she)。
對鷹(ying)狀星云的(de)(de)(de)紅外觀測又給天文(wen)學(xue)家(jia)(jia)提(ti)出了新(xin)的(de)(de)(de)課題,比(bi)如大象鼻子里面的(de)(de)(de)恒星為什么會比(bi)天文(wen)學(xue)家(jia)(jia)原(yuan)先預(yu)料的(de)(de)(de)要少(shao)許(xu)多(duo)(duo)?雖(sui)然人們對鷹(ying)狀星云M16已(yi)經有(you)(you)了比(bi)較深(shen)入的(de)(de)(de)了解,但(dan)是還(huan)有(you)(you)許(xu)多(duo)(duo)奧秘遠未揭(jie)開,天文(wen)學(xue)家(jia)(jia)將繼續對它做進一步的(de)(de)(de)探(tan)測和(he)研(yan)究(jiu)。